Diseñar para la fabricación aditiva puede ser un desafío, pero también es un proceso divertido y gratificante. Esta guía discutirá consejos y trucos para ayudarlo a crear diseños perfectos para la impresión 3D. También veremos algunos beneficios de la fabricación aditiva y cómo cambia las operaciones de una empresa.
¿Qué es la fabricación aditiva?
La fabricación aditiva es una tecnología que construye objetos añadiendo material capa sobre capa sucesivamente hasta que se crea el objeto. Es más comúnmente conocido como Impresión 3d. La tecnología AM existe desde la década de 1980.
Al principio, estaba limitado en términos de materiales utilizables y el tipo de objetos que podíamos crear debido a las limitaciones de tamaño y forma del proceso de impresión. En la actualidad existen múltiples tecnologías de impresión 3D, máquinas y materiales disponibles, por lo que son muy pocos los objetos que no se pueden fabricar con esta tecnología.
Beneficios de la fabricación aditiva sobre los procesos de fabricación tradicionales
La fabricación aditiva trae una gran cantidad de beneficios. Incluyen:
- Reducción del tiempo de entrega entre el diseño y el producto final.
- Mayor libertad de diseño.
- Mayor precisión.
- Reducción del desperdicio de materiales.
- Flexibilidad en la producción: por ejemplo, las tiradas de producción únicas o en lotes pequeños pueden ser económicamente viables.
Estos factores hacen que la fabricación aditiva sea ideal para pequeñas empresas y nichos de mercado donde los procesos de fabricación clásicos no serían viables. Además, a medida que se diseñen más productos teniendo en cuenta la fabricación aditiva desde el principio, es probable que veamos una reducción en el costo total de los bienes y un mayor aumento en la libertad de diseño.
Cómo diseñar para la fabricación aditiva
Antes de comenzar a diseñar para la fabricación aditiva, debe considerar algunas cosas vitales. Vamos a ver.
1. Asegúrese de que el modelo 3D sea resistente al agua
Uno de los beneficios del diseño para la fabricación aditiva es que permite crear geometrías complejas que serían imposibles de lograr con los métodos de fabricación tradicionales. Sin embargo, esto también significa más oportunidades de agua para entrar en el diseño y causar problemas. Para asegurarse de que su modelo 3D sea resistente al agua, deberá realizar algunos pasos adicionales durante el proceso de diseño.
- Asegúrese de que todos los canales y huecos en el diseño estén sellados. Si hay áreas donde el agua podría entrar, agregue drenajes u otras características para ayudar a mantener el agua afuera.
- Si encuentra alguna fuga en su diseño, puede solucionarla agregando o moviendo vértices hasta que la malla esté completamente sellada.
- Otra forma de evitar fugas es usar una malla de mayor resolución. Esto creará una superficie más suave que es menos probable que tenga espacios o agujeros. Equilibre la resolución de la malla con la complejidad del modelo. Si la malla es demasiado densa, será un desafío editar y ralentizar su computadora.
- Finalmente, considere usar materiales naturalmente resistentes al agua, como ciertos tipos de plásticos o metales. Estas precauciones pueden ayudar a garantizar que su modelo 3D pueda resistir la exposición al agua.
2. Compruebe la contracción y la deformación
En medio de todo el debate sobre el diseño para la fabricación aditiva, es importante no perder de vista el hecho de que el posprocesamiento sigue siendo importante. Un área que todavía necesita atención es el encogimiento y la deformación (ver Cómo evitar la deformación en las impresiones 3D).
Los métodos de fabricación tradicionales están controlados por características de diseño como chaflanes y ángulos de inclinación. Pero con la fabricación aditiva, la orientación de la construcción puede afectar significativamente la contracción y la deformación. Como resultado, es esencial verificar estos defectos antes de comenzar el proceso de construcción. Si lo hace, puede evitar sorpresas y garantizar que sus piezas cumplan con las especificaciones de diseño.
3. Considere los voladizos
Al diseñar para la fabricación aditiva, debe tener en cuenta los voladizos. Los voladizos ocurren cuando una parte del diseño cuelga sobre el espacio sin soporte. Esto puede ser problemático porque el material se deposita capa por capa durante el proceso de impresión. Nada debajo sostiene el material, lo que puede colapsar y arruinar la impresión.
Agregue soportes al diseño para brindar estabilidad durante la impresión. Alternativamente, el ángulo del voladizo se puede ajustar para que sea menos probable que se colapse. Mientras no pase por alto esta área cuando diseñe para la fabricación aditiva, puede estar seguro de producir impresiones de alta calidad.
4. Considere la fuerza del modelo
Al diseñar para la fabricación aditiva, es crucial considerar la fortaleza del modelo. A diferencia de los métodos de fabricación tradicionales, AM construye partes capa por capa a partir de un conjunto de líquido o polvo. Como resultado, estas partes pueden ser más débiles en ciertas direcciones y más susceptibles de romperse.
Para asegurarse de que su pieza AM sea lo suficientemente fuerte como para resistir las tensiones del uso, es crucial considerar su orientación durante el proceso de diseño. Por ejemplo, si está diseñando una pieza que experimentará altos niveles de tensión en un determinado dirección, considere la posibilidad de orientar las capas de la pieza de manera que corran perpendiculares a esa dirección. dirección.
Como resultado, los ingenieros de DfAM deben considerar detenidamente la resistencia de los materiales que utilizan y el diseño de la pieza en sí para crear productos funcionales finales.
5. Compruebe la resolución
A la hora de diseñar componentes para fabricación aditiva, es fundamental tener en cuenta la resolución del modelo. La resolución es una característica menor que se puede imprimir con precisión y está limitada por el tamaño de la boquilla de deposición y el grosor de la capa. Por ejemplo, un modelo con una resolución de 0,1 mm no podría imprimir características menores de 0,1 mm.
Los modelos de mayor resolución son más caros de producir, pero pueden ser esenciales para imprimir detalles finos o formas geométricas complejas. Al elegir una resolución para su modelo, es crucial equilibrar el costo y la precisión.
6. Considere los agujeros de escape
Al crear un objeto con varias partes que deben unirse, los diseñadores deben tener en cuenta que habrá vacíos o espacios entre las piezas. Estos vacíos pueden causar problemas durante la impresión, ya que atrapan aire y evitan que la pieza se adhiera correctamente a la placa de construcción. Una forma de abordar este problema es incluir orificios de escape en el diseño.
Los orificios de escape son pequeñas aberturas que permiten que el aire y el exceso de material escapen durante el proceso de impresión, evitando así que el aire atrapado cause problemas durante el proceso de impresión. Por lo tanto, incluir orificios de escape en el diseño es crucial para cualquier persona interesada en diseñar para la fabricación aditiva.
7. Evite muescas y esquinas afiladas
El diseño es fundamental en la impresión 3D. Un error común es diseñar objetos con socavaduras o esquinas afiladas. Estas características pueden verse bien en la pantalla de una computadora, pero pueden causar problemas durante la impresión. La razón es que impresoras 3D construir objetos una capa a la vez.
Si un objeto tiene un socavado, es posible que la impresora no pueda colocar el material correctamente, lo que resultará en una pieza débil o deformada. Las esquinas afiladas también pueden causar problemas, ya que tienden a deformarse o romperse durante la impresión. Por lo tanto, es mejor evitar socavaduras y esquinas afiladas optando por diseños que pueda imprimir fácilmente sin problemas.
Pruebe su diseño antes de enviarlo a la impresora
Ahora que sabe cómo diseñar para la fabricación aditiva, es importante probar su diseño antes de enviarlo a su impresora 3D. Esto le permitirá evaluar cómo funciona el diseño en el proceso de fabricación aditiva e identificar posibles problemas. También es una excelente manera de tener una idea de los costos involucrados en la impresión 3D de su producto.
Una vez que haya probado su diseño y esté satisfecho con los resultados, puede enviarlo a la imprenta. Con estos valiosos consejos en mente, puede estar seguro de que su producto se imprimirá correctamente y según sus especificaciones.